機(jī)械制造及自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)-液壓機(jī)械手直線運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-wenkub.com
2024-11-27 19:54 本頁(yè)面
【正文】 圖 33 機(jī)械手位置控制原理圖 25 8. 機(jī)械手的動(dòng)作示意圖 圖 33 機(jī)械手的動(dòng)作示意圖 26 致 謝 二 個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活中忙碌而又 充實(shí)一段時(shí)光 .這里有治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而又親切的老師 ,有互相幫助的同學(xué)，更有積極、向上、融洽的學(xué)習(xí)生活氛圍 .短短的時(shí)間里 ,我學(xué)到了很多的東西 .不僅學(xué)到就更多的理論知識(shí) ,擴(kuò)展了知識(shí)面 ,提高了自己的實(shí)際操作能力 ,而且學(xué)會(huì)了如何去學(xué)習(xí)新的知識(shí) ,學(xué)會(huì)了面對(duì)困難和挑戰(zhàn) .學(xué)會(huì)了團(tuán)結(jié)合作 .借此論文之際 ,向所有幫助、關(guān)心、支持我的 老師、朋友同學(xué)，表達(dá)我最真誠(chéng)的謝意。液壓控制主要是利用電磁閥和液壓缸。上、下臂的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)液壓缸 直接控制，手爪的運(yùn)動(dòng)是由液壓缸與一個(gè)鉸鏈機(jī)構(gòu)來(lái)控制。要有可靠的定位基準(zhǔn)面和調(diào)整機(jī)構(gòu)。 4. 腰座結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 機(jī)械手的腰座，就是機(jī)械手的回轉(zhuǎn)基座。 圖 、手爪的機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 22 3. 機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì) 手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 機(jī)械手的手臂在工作時(shí)，要承受一定的載荷，且其運(yùn)動(dòng)本身具有一定的速度，因此，機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)需要遵循以下設(shè)計(jì)要求： 1 工作空間的形狀和大小與機(jī)械手手臂的長(zhǎng)度有密切的關(guān)系，因此手臂尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合理，一般滿足其工作空間即可。 本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)搬運(yùn)用，而 搬運(yùn)用手爪是指各種夾持裝置，用來(lái)抓取或吸附被搬運(yùn)的物體 。 工業(yè)機(jī)械手傳輸在末端工具上的力或負(fù)載的感覺(jué)到操作者的手中 (動(dòng)力反饋 )“動(dòng)力反饋”的意思是在機(jī)械手臂末端上的力有一小部分反饋到操作柄?？刂葡到y(tǒng)的特性是可以使操縱器以一定的速度和精確性進(jìn)行工作。本設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)形式 :前后、上下兩個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，均由液壓伺服系統(tǒng)控 該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是可以給操作臂一個(gè)信號(hào)的動(dòng)力反饋系統(tǒng)。 圖 28自動(dòng)操作程序控制圖 19 圖 28 輸出顯示程序 20 第三章 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 機(jī)械手 工作的分析 機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。當(dāng)選擇單周期操作方式時(shí)， 使 為“ 0”。 自動(dòng)操作程序中包含了單周或連續(xù)運(yùn)動(dòng)。 7) 下降至下限位，下限位開(kāi)關(guān)受壓，移位寄存器又右移一位，使 置1(其余為零）， 復(fù)位，機(jī)構(gòu)松開(kāi)，放下搬運(yùn)零件同時(shí)接通 T38 定時(shí)器，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。 27手動(dòng)程序梯形圖 17 3) 下降至下限位，下限位開(kāi)關(guān)受壓， 接通，移位寄存器右移一位，移位結(jié)果使 置“ 1”（其余為零）， 接通，夾緊動(dòng)作開(kāi)始，同時(shí) T37 接通，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。本例題用定時(shí)器 T37 控制夾緊時(shí)間， T38 控制放松時(shí)間。手動(dòng)控制的程序如圖 27 所示。手動(dòng)控制的梯形圖見(jiàn)子程序 O。 輸入 輸出 符號(hào) 地址 功能 符號(hào) 地址 功能 SB1 起動(dòng) KM1 下降 SB2 下限 KM2 夾緊，松開(kāi) SB3 上限 KM3 上升 SB4 右限 KM4 右移 SB5 左限 KM5 左移 SP 無(wú)工件檢測(cè) LAMP 原位顯示 SB6 停止 KA 手動(dòng) 單步 單周期 連續(xù) SB7 下降 SB8 上升 SB9 右移 SB10 左移 SB11 夾緊 SB12 放松 SB13 復(fù)位 表 25輸入、輸出地址分配 15 6. 設(shè)計(jì)程序 整體設(shè)計(jì) 手動(dòng)程序和自動(dòng)程序分別編成相對(duì)獨(dú)立的子程序模塊，通過(guò)調(diào)用指令進(jìn)行功能選擇。 輸出共有 6個(gè)開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)：下降電磁閥、上升電磁閥、左移電磁 閥、右移電磁閥、夾緊 /松開(kāi)電磁閥和原位顯示。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，機(jī)械手保持當(dāng)前狀態(tài)。此種工作方式可使機(jī)械手置原位。停止時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上。為此設(shè)置了一只光電開(kāi)關(guān)，以檢測(cè)“無(wú)工件”信號(hào)。另外，還安裝了光電開(kāi)關(guān) SP負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)工作臺(tái) B上的工件是否已移走 ,從而產(chǎn)生無(wú)工件信號(hào) ,為下一個(gè)工件的下放做好準(zhǔn)備 . 工藝過(guò)程 機(jī)械手的動(dòng)作順序、檢測(cè)元件和執(zhí)行元件的布置如圖 22 所示。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電時(shí)，就一直保持當(dāng)前的機(jī)械動(dòng)作，直到相反動(dòng)作的線圈通電為止。 7. 閥 3 處右位，夾緊缸在液壓力下縮回，機(jī)械手指在彈簧張力下自動(dòng)回位，從 而使機(jī)械手松開(kāi)工件?？刂茩C(jī)械手手指夾緊工 產(chǎn)品 ，當(dāng)活塞碰到行程開(kāi)關(guān) S2時(shí)， 5YA 失電，閥 3 處中位。同時(shí)使 3得電。其中有 130 多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近 30 條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線 (站 )上獲得規(guī)模應(yīng)用 ,弧焊機(jī)器人己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上 .但總的來(lái)看 ,我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離 ,如 :可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品 :機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚 ,應(yīng)用領(lǐng)域窄 ,生產(chǎn)線系統(tǒng) 3 技術(shù)與國(guó)外比有差距 ,當(dāng)前我國(guó)的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求 “ 一客戶 ,一次重新設(shè)計(jì) ” ,品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供 貨周期長(zhǎng)、成本也不低 ,而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定 .因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù) ,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃 ,搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計(jì) ,積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程 ,我國(guó)的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在 “863” 計(jì)劃的支持下 ,也取得了不少成果 ,其中最為突出的是水下機(jī)器人 ,6000m 水下無(wú)纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平 . 4 第一章 :液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1. 對(duì)液壓系統(tǒng)的分析 a) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 負(fù)載最大壓力 80KN 上下最大行程 200mm 伸出最大行程 500mm 伸出最大速度 35mm/s 泵工作時(shí)的各缸最高壓力伸縮缸 1 ? ,夾緊缸 2P 4MPa? ,升降缸3P ? . b) 分析 工況 根據(jù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù) ,對(duì)主機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行分析即負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析 ,確定負(fù)載和速度在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中得變化規(guī)律 .然后計(jì)算執(zhí)行元件的主要參數(shù) ,以及確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)即工作壓力 和最大流量 . 啟動(dòng)階段 ： FFsGF?? (1) 加速階段 ： FFf m GFF? ? ? (2) 恒速階段 ： FFfGF?? (3) 制動(dòng)階段 ： FFf m GFF? ? ? (4) 式中 為重力 ,若工作中執(zhí)行元件水平放置 ,則 F0G? . sf 為靜摩擦力 , s s nF f F? ? , sf 為靜摩擦系數(shù) ,取 ? , nF 為對(duì)支承面的正壓力 . fF 為動(dòng)摩擦力 f d nF f F? ? , df 為 動(dòng) 摩 擦 系 數(shù) 取 ? . mF 為慣性阻力 , mF mg v t? ?? ??. v? 為速度變化量 , t? 為啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間 . 5 2. 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) a) 根據(jù)機(jī)械手 伸出，上升，夾緊時(shí)的最大壓力 和系統(tǒng)損失壓力 p?? ，確定 系統(tǒng)的最大工作壓力： 1pp = p + Δ = 4 .5 + 0 .5 = 5 ( M P a )? () b) 液壓缸有效工作面積： 264F m a x 8 1 0A 0 . 0 2 ( )p η 5 1 0 0 . 8 m?? ? ??? () c) 系統(tǒng) 最大流量 max(q ) ： 3 33m a xq A 0 . 0 2 3 5 1 0 0 . 7 1 0 / 4 2( / m in )m a xV mLs??? ? ? ? ? ? ? ? () d) 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 1)
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